專利名稱：移動(dòng)通信終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多頻段天線和具有該種多頻段天線的移動(dòng)通信終端，更具體地涉及一種在其中形成多個(gè)縫隙以保證多頻段特性的天線，以及一種在其中形成有容性耦合至天線的匹配接地表面以實(shí)現(xiàn)寬帶特性的移動(dòng)通信終端。
背景技術(shù)：
移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展不但減少了移動(dòng)通信裝置的尺寸，而且使移動(dòng)通信裝置的功能多樣化。內(nèi)置天線的引入符合便攜終端的緊湊的趨勢(shì)。同樣，隨著移動(dòng)業(yè)務(wù)的多樣化，更加致力于發(fā)展覆蓋現(xiàn)有的各種頻段的天線。內(nèi)置天線安裝在終端內(nèi)，從而帶來(lái)各種問(wèn)題。即，安裝在終端內(nèi)的小內(nèi)置天線使增益減少，并且由于其靠近內(nèi)部裝置，所以周圍的金屬材料會(huì)影響天線特性。此外，可以利用相機(jī)、液晶面板(LCD)和電池來(lái)改變具有多樣化功能的移動(dòng)終端的天線特性。因此天線需要具有高增益和寬帶頻率，以使盡管受周圍裝置的影響而其特性卻不改變。圖1是示出了傳統(tǒng)平板倒置F天線(PIFA)的透視圖。參考圖1，輻射器101位于接地表面100上，以及短路板102從輻射器101的邊緣垂直彎曲以與接地表面100接觸。饋電點(diǎn)103定位為使天線阻抗匹配。平板倒置F天線被看作是一種短路微帶天線，其中，短路板102形成在具有零電場(chǎng)的接地表面100和輻射器101之間，使得輻射器101在長(zhǎng)度上被二等分。在此，輻射器101的寬度小于短路板102的寬度，增加了天線裝置的有效電感，并減少了與輻射器等長(zhǎng)度的通用短路微帶天線上的共振頻率。這就使得短路微帶天線在長(zhǎng)度上進(jìn)一步減少，同時(shí)保持了 PIFA結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)PIFA呈現(xiàn)了雙頻段特性，但是被配置為具有邊緣彎曲，所以降低了增益和效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種增加了增益和效率同時(shí)保持寬帶和多頻段特性的緊湊移動(dòng)通信天線。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種移動(dòng)通信終端，包括:電介質(zhì)基板；接地表面，形成在電介質(zhì)基板的第一區(qū)域上；輻射部件，以距離電介質(zhì)基板預(yù)設(shè)距離布置在沒有形成接地表面的第二區(qū)域上，該輻射部件具有形成在其上的第一縫隙和第二縫隙；饋線，形成在電介質(zhì)基板的第二區(qū)域上，并且一端連接到輻射部件；接地線，以距離饋線預(yù)定距離布置在電介質(zhì)基板的第二區(qū)域上，并且一端連接到輻射部件，以及另一端連接到接地表面；以及匹配接地表面，形成在電介質(zhì)基板的第二區(qū)域上，該匹配接地表面與輻射部件的一部分成重疊關(guān)系布置，并且從接地表面延伸以容性耦合到輻射部件。移動(dòng)通信終端還可以包括具有預(yù)定高度的非導(dǎo)電固定器，使得輻射部件被布置為距離電介質(zhì)基板一段距離。第一縫隙可以形成為使輻射部件呈現(xiàn)880至960MHz全球移動(dòng)通信系統(tǒng)頻段、1.575GHz全球定位系統(tǒng)頻段、1.71至1.88GHz數(shù)字通信系統(tǒng)頻段、以及1.85至1.99GHz個(gè)人通信業(yè)務(wù)頻段中的頻率特性，以及第二縫隙形成為使輻射部件呈現(xiàn)2.4GHz工業(yè)科學(xué)和醫(yī)學(xué)頻段中的頻率特性。輻射部件可以包括:主輻射器；以及至少一個(gè)副輻射器，從主輻射器的邊緣垂直彎曲。在此，主輻射器是矩形形狀的，以及至少一個(gè)副輻射器可以包括:第一副輻射器，連接到主輻射器的一側(cè)；以及第二副輻射器，連接到鄰近所述一側(cè)的主輻射器的另一側(cè)。第一縫隙可以包括:第一縫隙段，沿主輻射器和第一副輻射器之間的邊界形成，并具有一個(gè)開放端；第二縫隙段，一端垂直連接到第一縫隙段的另一端；第三縫隙段，從第二縫隙段的另一端垂直于第二縫隙段在相對(duì)方向上延伸；第四縫隙段，從第三縫隙段的一端垂直延伸；以及第五縫隙段，從第三縫隙段的另一端垂直延伸到第二副輻射器。第二縫隙可以包括:第一縫隙段，一端對(duì)主輻射器的又一側(cè)開放；第二縫隙段，一端連接到第一縫隙段的另一端；第三縫隙段，一端連接到第二縫隙段的另一端；第四縫隙段，從第二縫隙段的另一端延伸到第二副輻射器以與第三縫隙段垂直，其中第一縫隙段具有大于其他縫隙段的寬度的寬度。饋線和接地線可以分別由微帶線形成。饋線和接地線中的每一個(gè)均可以在其一端處設(shè)置有具有預(yù)定高度以連接到輻射部件的接觸端。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種多頻段天線，包括:矩形的主輻射器；第一副輻射器，從主輻射器的一端垂直彎曲；第二副輻射器，從鄰近所述一端的主輻射器的另一端垂直彎曲；第一縫隙包括:第一縫隙段，沿主輻射器和第一副輻射器之間的邊界形成，并具有一個(gè)開放端；第二縫隙段，一端垂直連接到第一縫隙段的另一端；第三縫隙段，從第二縫隙段的另一端垂直于第二縫隙段在相對(duì)方向上延伸；第四縫隙段，從第三縫隙段的一端垂直延伸；以及第五縫隙段，從第三縫隙段的另一端垂直延伸至第二副輻射器；以及第二縫隙包括:第一縫隙段，一端對(duì)主輻射器的又一側(cè)開放；第二縫隙段，一端連接到第一縫隙段的另一端；第三縫隙段，一端連接到第二縫隙段的另一端；第四縫隙段，從第二縫隙段的另一端延伸至第二副輻射器以與第三縫隙段垂直。第一縫隙可以形成為使天線呈現(xiàn)880MHz至960MHz全球移動(dòng)通信系統(tǒng)頻段、1.575GHz全球定位系統(tǒng)頻段、1.71GHz至1.88GHz數(shù)字通信系統(tǒng)頻段、以及1.85GHz至1.99GHz個(gè)人通信業(yè)務(wù)頻段的頻率特性，以及第二縫隙可以形成為使天線呈現(xiàn)2.4GHz工業(yè)科學(xué)和醫(yī)學(xué)頻段的頻率特性。


本發(fā)明的其它特征、目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將由以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述而更易于理解。其中:圖1是示出了傳統(tǒng)平板倒置F天線(PIFA)的透視圖；圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的應(yīng)用在移動(dòng)通信終端中的基板和輻射部件的分解透視圖；圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的應(yīng)用在移動(dòng)通信終端中的輻射部件的展開視圖；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的應(yīng)用在移動(dòng)通信終端中基板和輻射部件的后視圖；圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的移動(dòng)通信終端中的回波損耗相對(duì)于頻率的曲線圖；圖6是示出了饋線和接地線之間的距離的變化相對(duì)于回波損耗的曲線圖；圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的移動(dòng)通信終端中的匹配接地表面的尺寸變化的頻率特征變化的曲線圖；以及圖8A和SB是分別示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的移動(dòng)通信終端中的天線的增益和輻射效率的曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面參考附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行具體描述。圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的應(yīng)用在移動(dòng)通信終端中的基板和輻射部件的分解透視圖。參考圖2，本實(shí)施例的移動(dòng)通信終端200包括電介質(zhì)基板210和輻射部件240。電介質(zhì)基板210可以由具有預(yù)定介電常數(shù)的材料形成。例如，電介質(zhì)基板210可以使用陶瓷和 FR-4。接地表面220形成在電介質(zhì)基板210的一個(gè)區(qū)域上。接地表面220在移動(dòng)通信終端所需的其他的無(wú)源和有源器件(未示出)安裝在電介質(zhì)基板上時(shí)作為屏蔽。輻射部件240布置在沒有形成接地表面220的電介質(zhì)基板的另一區(qū)域上。輻射部件240設(shè)置在距離電介質(zhì)基板210預(yù)定距離的位置處。第一縫隙250和第二縫隙260形成在輻射部件240上以實(shí)現(xiàn)多頻段特性。饋線270和接地線280形成在電介質(zhì)基板210上，每條線都有一端連接到輻射部件 240。饋線270的一端271與輻射部件240接觸，另一端開放以連接到外部饋電線。接地線280的一端281與輻射部件240接觸，另一端與接地表面220接觸。饋線270和接地線280以微帶線印刷在電介質(zhì)基板210上。在此，饋線270和接電線280中的每一條都設(shè)計(jì)為具有50 Q的電阻。饋線270和接電線280的相應(yīng)端271和281與輻射部件240接觸。在本實(shí)施例中，輻射部件被布置為不與電介質(zhì)基板直接接觸，因此，饋線和接地線的相應(yīng)端271和281可以以預(yù)定高度形成。饋線270和接地線280彼此以預(yù)定距離分開。饋線270和接地線280之間的距離可以改變以調(diào)節(jié)頻率特性。在本實(shí)施例中，可以通過(guò)改變饋線270和接地線280之間的距離來(lái)在頻率特性上調(diào)節(jié)880MHz至960MHz的全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)頻段。匹配接地表面230形成在沒有形成接地表面220的電介質(zhì)基板210的一個(gè)區(qū)域上。匹配接地表面230與輻射部件的一部分成重疊關(guān)系布置以容性耦合到輻射部件240。匹配接地表面230從接地表面220延伸。匹配接地表面230不與輻射部件240直接接觸，但是用于通過(guò)容性耦合至其的輻射器來(lái)調(diào)節(jié)阻抗。該容性耦合的幅度通過(guò)匹配接地表面230和輻射部件240之間的距離及其重疊的面積來(lái)調(diào)節(jié)。因此，匹配接地表面230在尺寸上可以被調(diào)節(jié)以實(shí)現(xiàn)天線的寬帶特性。匹配接地表面230可以有一部分與輻射部件240的一部分成重疊關(guān)系，并且可以由與接地表面220相同的材料形成。圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的移動(dòng)通信終端中采用的輻射部件的展開視圖。參考圖3，本實(shí)施例的輻射部件240包括主輻射器241，第一副輻射器242，以及第二副輻射器243。在本實(shí)施例中，主輻射器241是矩形形狀。第一副輻射器242從主輻射器的一側(cè)垂直延伸，以及第二副輻射器243從主輻射器241的另一側(cè)垂直延伸。如上所述，輻射部件的一邊緣垂直彎曲以實(shí)現(xiàn)較小尺寸的天線。第一縫隙250和第二縫隙260形成在輻射部件上。第一縫隙250和第二縫隙260將主輻射器241限定為3個(gè)區(qū)域241a、241b和241c，從而實(shí)現(xiàn)多頻段特性。第一縫隙250包括第一至第五縫隙段251至255。第一縫隙段251沿主輻射器241和第一副輻射器242之間的邊界形成，并具有一個(gè)開放端。第二縫隙段252的一端垂直連接到第一縫隙段251的另一端。第三縫隙段253垂直于第二縫隙段從第二縫隙段252的另一端在相對(duì)方向上延伸。第四縫隙段254從第三縫隙段253的一端垂直延伸。第五縫隙段255從第三縫隙段253的另一端垂直延伸。第三縫隙段253可以被分成兩個(gè)區(qū)域253a和253b，以及這些區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域253a可以延伸至第二副輻射器243。在本實(shí)施例中，包括第一縫隙段251、第二縫隙段252、第三縫隙段253a、以及第五縫隙段255的第一縫隙250的一部分限定了輻射部件中的電流路徑以實(shí)現(xiàn)滿足GSM頻段的特性。此外，包括第三縫隙段253和第四縫隙段254的第一縫隙250的一部分限定了輻射部件中的另一電流路徑以實(shí)現(xiàn)滿足全球定位系統(tǒng)(GPS)、數(shù)字通信系統(tǒng)(DCS)以及個(gè)人通信業(yè)務(wù)(PCS)頻段的特性。第二縫隙260包括第一至第四縫隙段261至264。第一縫隙段261 —端對(duì)主輻射器241的又一側(cè)開放。第二縫隙段262 —端連接到第一縫隙段261的另一端。第三縫隙段263 一端連接到第二縫隙段262的另一端。第四縫隙段264從第二縫隙段262的另一端垂直于第三縫隙段263延伸至第二副輻射器243。第二縫隙260的第一縫隙段261可以具有大于另一縫隙段的寬度的寬度。
在本實(shí)施例中，包括第一至第四段261、262、263、和264的第二縫隙260限定了輻射部件中的又一電流路徑以實(shí)現(xiàn)滿足工業(yè)科學(xué)和醫(yī)學(xué)(ISM)頻段的特性。第一縫隙和第二縫隙長(zhǎng)度可以變化以調(diào)節(jié)天線的共振特性。縫隙長(zhǎng)度的變化導(dǎo)致形成在輻射部件中的電流路徑中的變化。圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的移動(dòng)通信終端中使用的基板和輻射部件的后視圖。參考圖4，本實(shí)施例的移動(dòng)通信終端包括電介質(zhì)基板410、輻射部件440、匹配接地表面430、以及固定器491和492。固定器491和492使得輻射部件440與電介質(zhì)基板410可支撐地分開預(yù)定距離H。固定器491和492不可以由導(dǎo)電材料形成，而可以由電介質(zhì)材料形成。固定器491和492可以由塑料、陶瓷等形成。固定器491和492使得輻射部件440與形成在電介質(zhì)基板410上的匹配接地表面430分開預(yù)定距離H。輻射部件440和匹配接地表面430之間的距離使得電容耦合的幅度變化。因此，可以改變固定器491和492的高度來(lái)調(diào)節(jié)天線特性。為了增加輻射部件440和匹配接地表面430之間的距離H，固定器491和492可以形成為具有更高的高度，或輻射部件的副輻射器可以形成為具有更小的寬度。然而，輻射部件440應(yīng)該至少接觸形成在電介質(zhì)基板上的饋線端和地線端。分別增加饋線端471和地線端481的高度可能伴隨有工藝局限。因此，對(duì)應(yīng)于饋線端和地線端471和472的輻射部件440的部分可以被引出。圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的移動(dòng)通信終端中的回波損耗相對(duì)于頻率的曲線圖。在圖5中，采用了根據(jù)圖2中所示的實(shí)施例的移動(dòng)通信終端中使用的電介質(zhì)基板和輻射部件。在此，電介質(zhì)基板是尺寸為40mmX90mmX0.4mm、介電常數(shù)為4.5的FR-4電介質(zhì)基板，以及輻射部件(主輻射器)具有36mm X 20mm的尺寸。參考圖5，移動(dòng)通信終端具有-6dB或更低的878MHz至970MHz、1.47GHz至2.0GHz、以及2.2GHz至2.5GHz的頻率，其中VSWR = 3: I。因此，移動(dòng)通信終端可以在GSM(880至960MHz) ,GPS (1.575GHz) ,DCS (1.71 至 1.88GHz) ,PCS (1.85 至 1.99GHz)、以及 ISM (2.4GHz)的頻段中操作。圖6是示出了饋線和接地線之間的距離的變化相對(duì)于回波損耗的曲線圖。參考圖6，在饋線和接地線之間彼此分開5mm距離的情況下，如圖左部所示，移動(dòng)通信終端在GSM(880至960MHz)頻段具有低共振頻率。另一方面，在饋線和接地線之間彼此分開9_距離的情況下，如圖右部所示，移動(dòng)通信終端具有高共振頻率。在饋線和接地線之間的距離為Ilmm的情況下，移動(dòng)通信終端在GSM頻段具有在距離為5mm時(shí)的共振頻率和距離為9mm時(shí)的共振頻率之間變化的共振頻率。因此，可以改變饋線和接地線之間的距離來(lái)調(diào)節(jié)GSM(880至960MHz)頻段的共振頻率。圖7是示出了相對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的移動(dòng)通信終端中的匹配接地表面的尺寸變化的頻率特性的曲線圖。在本實(shí)施例中，匹配接地表面具有保持恒定的長(zhǎng)度和變化的寬度。
參考圖7，在匹配接地表面的寬度為14mm的情況下，移動(dòng)通信終端呈現(xiàn)了比匹配接地表面的寬度為IOmm的情況下更寬的帶寬。然而，移動(dòng)通信終端在匹配接地表面的寬度為18mm的情況下呈現(xiàn)較窄的帶寬。因此，通過(guò)改變匹配接地表面的寬度，可以實(shí)現(xiàn)寬帶特性。圖8A和圖SB是示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的移動(dòng)通信終端中的天線的增益和輻射效率的曲線圖。參考圖8A和圖8B，在本實(shí)施例中，在GSM(880至960MHz)頻段示出了 1.83[dBi]的增益和0.95的效率，在GPS(1.575GHz)頻段示出了 3.13[dBi]的增益和0.98的效率，在DCS (1.71至1.88GHz)頻段示出了 3.7[dBi]的增益和0.99的效率，在PCS (1.85至
1.99GHz)頻段示出了 4.03[dBi]的增益和0.99的效率，以及在ISM(2.4GHz)頻段示出了
3.59[dBi]的增益和0.98的效率。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，天線由于多個(gè)縫隙而實(shí)現(xiàn)多頻段特性，以及移動(dòng)通信終端通過(guò)容性連接到天線的匹配接地表面來(lái)實(shí)現(xiàn)寬帶特性。盡管結(jié)合示例性實(shí)施例示出并描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解在不脫離由附加的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以實(shí)現(xiàn)各種修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)通信終端，包括: 電介質(zhì)基板； 接地表面，形成在所述電介質(zhì)基板的第一區(qū)域上； 輻射部件，以距離所述電介質(zhì)基板預(yù)設(shè)距離布置在沒有形成所述接地表面的所述電介質(zhì)基板的第二區(qū)域上，所述輻射部件具有形成在其中的第一縫隙和第二縫隙； 饋線，形成在所述電介質(zhì)基板的所述第二區(qū)域上，并且一端連接到所述輻射部件； 接地線，以距離所述饋線預(yù)定距離布置在所述電介質(zhì)基板的所述第二區(qū)域上，并且一端連接到所述輻射部件而另一端連接到所述接地表面；以及 匹配接地表面，形成在所述電介質(zhì)基板的所述第二區(qū)域上，所述匹配接地表面與所述輻射部件的一部分成重疊關(guān)系布置，并且從所述接地表面延伸以容性耦合到所述輻射部件， 其中，所述輻射部件包括: 主輻射器；以及 至少一個(gè)副輻射器，從所述主輻射器的邊緣垂直彎曲， 其中，所述主輻射器是矩形形狀的，以及 所述至少一個(gè)副輻射器包括: 第一副輻射器，連接到所述主輻射器的一側(cè)；以及 第二副輻射器，連接到所述主輻射器的鄰近所述一側(cè)的另一側(cè)，并且 其中，所述第二縫隙包括: 所述第二縫隙的第一縫隙段，一端對(duì)所述主輻射器的又一側(cè)開放； 所述第二縫隙的第二縫隙段，一端連接到所述第二縫隙的所述第一縫隙段的另一端； 所述第二縫隙的第三縫隙段，一端連接到所述第二縫隙段的另一端； 所述第二縫隙的第四縫隙段，從所述第二縫隙段的另一端延伸到所述第二副輻射器以與所述第三縫隙段垂直， 其中，所述第一縫隙段的寬度大于其他5個(gè)縫隙段的寬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)通信終端，還包括:非導(dǎo)電固定器，其具有預(yù)定高度以使所述輻射部件距離所述電介質(zhì)基板一段距離被布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)通信終端，其中，所述第一縫隙形成為使所述輻射部件呈現(xiàn)880MHz至960MHz全球移動(dòng)通信系統(tǒng)頻段、1.575GHz全球定位系統(tǒng)頻段、1.7IGHz至1.88GHz數(shù)字通信系統(tǒng)頻段、以及1.85GHz至1.99GHz個(gè)人通信業(yè)務(wù)頻段中的頻率特性；以及 所述第二縫隙形成為使所述輻射部件呈現(xiàn)2.4GHz工業(yè)科學(xué)和醫(yī)學(xué)頻段中的頻率特性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)通信終端，其中，所述饋線和所述接地線分別由微帶線形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的移動(dòng)通信終端，其中，所述饋線和所述接地線中的每一個(gè)均在其一端處設(shè)置有具有預(yù)定高度以連接到所述輻射部件的接觸端。
全文摘要
提供了一種移動(dòng)通信終端，包括電介質(zhì)基板；接地表面，形成在電介質(zhì)基板的第一區(qū)域上；輻射部件，以距離電介質(zhì)基板預(yù)設(shè)距離布置在沒有形成接地表面的第二區(qū)域上，該輻射部件具有形成在其上的第一縫隙和第二縫隙；饋線，形成在電介質(zhì)基板的第二區(qū)域上，并且一端連接到輻射部件；接地線，以距離饋線預(yù)定距離布置在電介質(zhì)基板的第二區(qū)域上，并且一端連接到輻射部件，以及另一端連接到接地表面；以及匹配接地表面，形成在電介質(zhì)基板的第二區(qū)域上，該匹配接地表面與輻射部件的一部分成重疊關(guān)系布置，并且從接地表面延伸以容性耦合到輻射部件。
文檔編號(hào)H01Q5/01GK103094669SQ20131001306
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2008年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月28日
發(fā)明者金賢學(xué), 樸鐘權(quán), 李正男, 李在粲 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社